การป้องกันและการเผาผลาญของปอด
นอกเหนือจากการแลกเปลี่ยนก๊าซแล้ว ปอดยังเป็นอวัยวะที่มีกลไกการป้องกันและมีการเผาผลาญที่กระตือรือร้น พื้นผิวสัมผัสระหว่างอากาศกับเนื้อเยื่อที่กว้างใหญ่และบางของปอดต้องเผชิญกับอนุภาคที่สูดดมเข้าไป จุลชีพ และก๊าซอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นปอดจึงรักษาระบบป้องกันแบบหลายชั้นไว้ และเซลล์ที่บุและหล่อเลี้ยงปอดยังสังเคราะห์ หลั่ง และประมวลผลสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพอีกด้วย พื้นที่นี้รวบรวมหน้าที่ของปอดที่ไม่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนก๊าซ ได้แก่ ชีววิทยาของสารลดแรงตึงผิว การกำจัดสิ่งแปลกปลอมในทางเดินหายใจ การป้องกันทางภูมิคุ้มกัน และกิจกรรมการเผาผลาญ
Definition
การป้องกันและการเผาผลาญของปอด หมายถึง หน้าที่ของปอดที่ไม่เกี่ยวข้องกับการหายใจ: อุปสรรคทางกายภาพ เคมี และภูมิคุ้มกันต่อสิ่งแปลกปลอมที่สูดดมเข้าไป และการประมวลผลทางชีวเคมีของสารภายในและภายนอกร่างกายที่ผ่านเยื่อบุผิวและการไหลเวียนของเลือด
Scope
พื้นที่นี้จะนำผู้อ่านไปสู่สี่หัวข้อที่เชื่อมโยงกัน ได้แก่ สารลดแรงตึงผิวในปอด (pulmonary surfactant) (สารเคลือบผิวที่ช่วยให้ถุงลมคงตัวและมีส่วนช่วยในการป้องกัน), การกำจัดสิ่งแปลกปลอมในทางเดินหายใจและการทำงานของมิวโคซิเลียรี (mucociliary function) (ระบบลำเลียงที่กำจัดสิ่งแปลกปลอมที่ติดอยู่), การป้องกันทางภูมิคุ้มกันของปอด (การป้องกันโดยกำเนิดและแบบปรับตัวในระบบทางเดินหายใจ) และหน้าที่การเผาผลาญของปอด (การสังเคราะห์ การกระตุ้น และการยับยั้งสารสื่อกลาง) นี่คือภาพรวมเชิงการศึกษาอ้างอิงทางสรีรวิทยา ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติทางคลินิก
Sub-topics
Core questions
- ปอดป้องกันพื้นผิวที่กว้างใหญ่และบอบบางซึ่งเปิดรับสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่องได้อย่างไร?
- อะไรที่บุทางเดินหายใจและถุงลมที่ช่วยให้เปิดอยู่และกำจัดสิ่งแปลกปลอมที่ติดอยู่?
- ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิดและภูมิคุ้มกันแบบปรับตัวทำงานร่วมกันในระบบทางเดินหายใจได้อย่างไรโดยไม่ก่อให้เกิดการอักเสบที่เป็นอันตราย?
- เลือดมีการเปลี่ยนแปลงทางเมตาบอลิซึมอย่างไรเมื่อไหลผ่านระบบไหลเวียนโลหิตของปอด?
Key concepts
- ส่วนต่อประสานระหว่างอากาศกับของเหลวและแรงตึงผิว
- บันไดมิวโคซิเลียรี
- ภูมิคุ้มกันระบบทางเดินหายใจโดยกำเนิดเทียบกับภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว
- มาโครฟาจในถุงลม
- การเผาผลาญครั้งแรกของปอด
- ความสมบูรณ์ของอุปสรรคและการป้องกันของโฮสต์
Mechanisms
การป้องกันเป็นแบบหลายชั้น ฟิล์มไลโปโปรตีนที่ออกฤทธิ์บนพื้นผิว (สารลดแรงตึงผิว) ช่วยลดแรงตึงผิวของถุงลม และร่วมกับโปรตีนสารลดแรงตึงผิว A และ D มีส่วนร่วมในการจดจำเชื้อโรค ทางเดินหายใจส่วนนำจะถูกบุด้วยชั้นเมือกที่ถูกขับเคลื่อนโดยการโบกสะบัดของขนเซลล์ที่ประสานกัน กวาดอนุภาคที่ติดอยู่ไปยังคอหอย เซลล์ภูมิคุ้มกันประจำถิ่นและที่ถูกเรียกมา โมเลกุลต้านจุลชีพที่หลั่งออกมา และระบบภูมิคุ้มกันเยื่อบุที่ถูกควบคุมจะให้การป้องกันเพิ่มเติมในขณะที่จำกัดความเสียหายข้างเคียง ในขณะเดียวกัน เซลล์บุผนังหลอดเลือดและเซลล์เยื่อบุผิวของปอดจะเผาผลาญสารประกอบที่หมุนเวียนและที่สูดดมเข้าไป ดังนั้นปอดจึงปรับเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของเลือดที่ไหลผ่าน
Clinical relevance
หน้าที่เหล่านี้อธิบายว่าเหตุใดความผิดปกติของสารลดแรงตึงผิว การกำจัดเมือก หรือภูมิคุ้มกันของปอดจึงเป็นลักษณะเด่นของโรคระบบทางเดินหายใจ และเหตุใดปอดจึงมีความเกี่ยวข้องกับการจัดการสารสื่อกลางทั่วร่างกาย พื้นที่นี้เป็นสรีรวิทยาเชิงพรรณนาที่กำหนดว่ากระบวนการของโรคเกิดขึ้นได้อย่างไร ไม่ได้ให้คำแนะนำในการวินิจฉัยหรือการรักษาสำหรับแต่ละบุคคล
Evidence & guidelines
เนื้อหาในที่นี้อ้างอิงจากตำราสรีรวิทยาและบทความทบทวนเชิงบรรยายเกี่ยวกับชีววิทยาของสารลดแรงตึงผิว เมือกในทางเดินหายใจ และภูมิคุ้มกันของระบบทางเดินหายใจ มากกว่าแนวทางปฏิบัติทางคลินิก ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโรคทางคลินิกที่เกี่ยวข้อง
History
การรับรู้ว่าปอดเป็นมากกว่าอวัยวะแลกเปลี่ยนก๊าซได้พัฒนาขึ้นตลอดศตวรรษที่ 20: การค้นพบและลักษณะเฉพาะของสารลดแรงตึงผิวในปอด การอธิบายกลไกการกำจัดสิ่งแปลกปลอมด้วยมิวโคซิเลียรี และการทำแผนที่ภูมิคุ้มกันของเยื่อบุทางเดินหายใจได้สร้างบทบาทการป้องกันและการเผาผลาญของปอดควบคู่ไปกับการระบายอากาศอย่างต่อเนื่อง
Key figures
- John Clements
- Jo Rae Wright
- John Fahy
- Patrick Holt
Related topics
Seminal works
- wright-2005
- fahy-2010
- holt-2008
Frequently asked questions
- ปอดทำอะไรนอกจากแลกเปลี่ยนก๊าซ?
- ปอดป้องกันตัวเองด้วยสารลดแรงตึงผิว ระบบกำจัดสิ่งแปลกปลอมด้วยมิวโคซิเลียรี และเซลล์ภูมิคุ้มกัน และยังเผาผลาญสารในเลือดและอากาศที่ไหลผ่านปอด
- ทำไมปอดจึงต้องการการป้องกันเป็นพิเศษ?
- พื้นผิวแลกเปลี่ยนก๊าซของปอดมีขนาดใหญ่มากและบางมาก และต้องเผชิญกับอนุภาค จุลชีพ และก๊าซที่สูดดมเข้าไปอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการป้องกันแบบหลายชั้นเพื่อให้ปอดทำงานได้